[发明专利]一种煤矿瓦斯抽放钻孔封孔材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿瓦斯抽放钻孔封孔材料的技术领域，具体涉及应用于煤矿瓦斯抽放钻孔封孔材料的聚氨酯硬质泡沫材料及其制备方法。

背景技术

瓦斯灾害是制约煤矿安全、高效生产的第一要素，钻孔抽采是煤矿瓦斯治理与防突的有效措施，应用范围广泛。瓦斯抽放钻孔的封孔质量是保持孔底负压或正压的关键因素，直接影响各类钻孔作用的发挥。为了遏制瓦斯突出、瓦斯爆炸等重大事故发生，提高钻孔抽放效率、减少钻孔数量，节约成本，开发高性能低成本封孔材料具有重要的现实意义。

目前，采用的双组分聚氨酯硬质泡沫材料作为瓦斯抽放钻孔封孔材料还存在阻燃性差、反应放热量大、抗压强度低等问题，严重影响到封孔的质量及矿井的安全生产。如公开号为CN102633981A的“一种煤矿瓦斯抽放钻孔封堵材料的制备方法”的专利，采用聚氧化丙烯三醇及二苯基甲烷二异氰酸酯和多苯基多亚甲基异氰酸酯在催化剂作用下制备的封孔材料，发泡体积膨胀倍数很大（35倍），导致材料的抗压强度很低。

发明内容

本发明为了解决现有煤矿瓦斯抽放钻孔封孔聚氨酯材料在施工过程中体积膨胀倍数达，抗压强度低、材料抗静电性及阻燃性不佳的问题，提供一种阻燃抗静电粘合力强，抗压强度高、成本低、施工方便的钻孔封孔聚氨酯材料及其制备方法。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种煤矿瓦斯抽放钻孔封孔材料，由下述A组分和B组分按照质量比为0.7-1.5：1的比例组合而成，其中：

A组分按重量份数计：

聚醚多元醇A：                  60-90份；

聚醚多元醇B：                  10-40份；

聚醚多元醇C：                   3-12份；

催化剂：                       0.01-3份；

发泡剂：                        0.5-5份；

泡沫稳定剂：                    0.1-3份；

抗静电剂：                        1-3份；

阻燃剂：                        10-25份；

B组分按重量份数计：

多异氰酸酯；                  100-180份。

进一步地，所述聚醚多元醇A为以甘油为起始剂、官能度为3、分子量为300-800、羟值为400-550mgKOH/g的聚氧化丙烯三醇。

进一步地，所述聚醚多元醇B为以蔗糖与丙二醇或蔗糖与乙二醇/二甘醇为起始剂、官能度为3-8、分子量为1000-2000、羟值为380-420mgKOH/g的聚氧化丙烯多元醇。

进一步地，所述聚醚多元醇C为以乙二胺为起始剂、官能度为4、分子量400-800、羟值为400-460mgKOH/g的聚氧化丙烯多元醇。

进一步地，所述催化剂为三亚乙基二胺、双（二甲氨基乙基）醚、N，N-二甲基环己胺、N-甲基-二环己胺、五甲基二亚乙基三胺、N，N-二甲基苄胺、二月桂酸二丁基锡、二（十二烷基硫）二丁基锡或二醋酸二丁基锡中的一种或其组合物。

进一步地，所述发泡剂为水、HCFC-141b、HFC-245fa或HFC365mfc中的一种或其组合物；

所述泡沫稳定剂为有机硅油类泡沫稳定剂，为美国Air Products公司的DC-193和DC-197，或苏州思德新材料有限公司SD-601的稳定剂。

进一步地，所述的抗静电剂为阳离子型长链季铵盐型抗静电剂，为无锡巨旺塑化材料有限公司的JWK-1801的抗静电剂、BASF公司的Larostat337DPG或东莞市德士肯鞋材有限公司的Anti-static Q617。

进一步地，所述阻燃剂为磷酸酯类阻燃剂，为甲基膦酸二甲酯、乙基磷酸二乙酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、低聚磷酸酯或聚磷酸三聚氰胺中的一种或几种。

进一步地，所述多异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或其组合。

相应地，本发明给出了一种煤矿瓦斯抽放钻孔封孔材料的制备方法，按照如下步骤完成：

A组分：将按照重量比计量的聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、聚醚多元醇C在混合釜中搅拌均匀，然后将重量比计量的催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂、抗静电剂和阻燃剂加入混合釜并搅拌均匀装桶备用；